中考物理总复习 考点跟踪突破 微专题五 功 功率 机械效率的综合计算检测1.doc

微专题五　功　功率　机械效率的综合计算一、计算公式1．总功的计算方法：(1)定义法：W总＝Fs；(2)W总＝W有＋W额；(3)公式法：W总＝或W总＝2．有用功的计算方法：(1)定义法：W有＝Gh；(2)W有＝W总－W额；(3)公式法：W有＝W总·η3．额外功的计算方法：(1)定义法：W额＝G额h，W额＝f额·s；(2)W额＝W总－W有；(3)公式法：W额＝W总·(1－η)4．机械效率：η＝，η＝，η＝，η＝二、分清使用时不同的状态1．利用滑轮组竖直提升重物的三种情况：(1)理想情况：不计动滑轮重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额＝0F＝G物/n，η＝1，Gh＝Fs(2)半理想情况：计动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，即W额＝G动·hF＝(G物＋G动)/n，η＝G物/(G物＋G动)(3)实际情况：计动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮间的摩擦(题目不说明，表明要考虑)η＝G物/Fn，F＝G物/nη2．利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做功为有用功，与物重、滑轮重无关；将上述公式中的G物换成f就行了理想情况：W有＝fs，F＝f/n实际情况：η＝f/Fn，F＝f/nη3．使用斜面提升物体时，克服物体重力做功为有用功，拉力F做的功是总功，克服摩擦做的功是额外功。

W有＝Gh，W总＝FL，W额＝fL，η＝或η＝类型一　利用滑轮组拉物体1．(2016，邵阳)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图所示为了尽快疏通道路，交警只用了30 s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场若故障车被拖离的速度是6 m/s，绳子自由端的拉力F是500 N，该装置的机械效率是80%求：(导学号　40722108)(1)故障车在30 s内通过的路程2)拉力F在30 s内所做的功3)故障车在被拖离过程中受到的阻力解：(1)由v＝得故障车在30 s内通过路程s车＝vt＝6 m/s×30 s＝180 m　(2)由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s绳＝3s车＝3×180 m＝540 m，拉力F在30 s内所做的功W＝Fs绳＝500 N×540 m＝2.7×105 J　(3)由图知，n＝3，水平滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f＝3Fη＝3×500 N×80%＝1 200 N2．(2016，南宁)如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1 m。

当物体质量为2 kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦求：(1)物体质量为2 kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力2)动滑轮的重力3)若物体质量为10 kg，以0.1 m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率导学号　40722109)解：(1)f＝0.1G＝0.1mg＝0.1×2 kg×10 N/kg＝2 N　(2)W有＝f·s＝2 N×1 m＝2 J，W额＝G动×h＝G动×1 m，由η＝＝得＝50%，解得G动＝2 N　(3)当m＝10 kg时，拉物体前进的力F′＝0.1G总＝0.1×10 kg×10 N/kg＝10 N，F＝(F′＋G动)＝×(10 N＋2 N)＝4 N，P＝F·v＝F×3v物＝4 N×3×0.1 m/s＝1.2 W类型二　利用组合机械提升物体3．(2016，陕师大附中模拟)某工人用如图所示的装置把一重为1200 N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10 s，已知斜面长6 m、高2 m，此装置的机械效率为80%(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)求：(导学号　40722110)(1)拉力F2)拉力F做功的功率3)箱子和斜面间的摩擦力解：(1)由图可知滑轮装置是一个动滑轮，绳端移动的距离s′＝2s＝2×6 m＝12 m；有用功W有用＝Gh＝1 200 N×2 m＝2 400 J，根据η＝＝可得，所以F＝＝＝250 N　(2)拉力做的功W总＝Fs′＝250 N×12 m＝3 000 J，拉力的功率P＝＝＝300 W　(3)因为W总＝W有用＋W额，所以克服摩擦力做的额外功W额＝W总－W有用＝3 000 J－2 400 J＝600 J，根据W＝Fs可得，摩擦力f＝＝＝100 N4．(2016，攀枝花)配重M单独置于水平地面上静止时，对水平地面压强为3×105 Pa，将配重M用绳系于杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮组，定滑轮重150 N，动滑轮重90 N，杠杆AB的支点为O，OA∶OB＝5∶3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210 N的物体以0.4 m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×105 Pa。

杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g取10 N/kg)(1)求滑轮组的机械效率2)配重M的质量是多少千克？(3)为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛顿？(导学号　40722111)解：(1)η＝＝＝＝70%　(2)绳子末端拉力F人＝(G物＋G动)＝×(210 N＋90 N)＝150 N，杠杆A端受到定滑轮拉力FA＝G定＋3F人＝150 N＋3×150 N＝600 N，根据杠杆的平衡条件FA×OA＝FB·OB，M对B端拉力FB＝×FA＝×600 N＝1 000 N，设配重M的质量为m、与地面的接触面积为S，M放在水平地面时，由p＝＝得＝＝1×105 Pa①，＝3×105 Pa②，以上①②两式联解得m＝150 kg　(3)当M对地面的压力刚好为零时，则GM×OB＝FA大·OA，FA大＝×GM＝×150 kg×10 N/kg＝900 N，由FA大＝G定＋3F人大有900 N＝150 N＋3F人大，F人大＝250 N类型三　综合5．(2016，达州)某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60 N，物体匀速上升的速度始终为1 m/s。

不计绳重，摩擦及阻力，ρ水＝1×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：(1)物体浸没在水中时受到的浮力2)物体的密度3)物体浸没在水中时滑轮组的机械效率导学号　40722112)解：(1)由图甲可知，n＝2，则拉力F拉绳的速度v＝2vA＝2×1 m/s＝2 m/s；由图乙可知，圆柱体A离开水面后拉力F的功率P′＝420 W，由P＝Fv得，绳子自由端的拉力F′＝＝＝210 N；不计绳重、摩擦及阻力，拉力F′＝(GA＋G轮)，A的重力GA＝2F′－G轮＝2×210 N－60 N＝360 N；由图乙可知，圆柱体A浸没水中拉力F的功率P＝300 W，由P＝Fv得，绳子自由端的拉力F＝＝＝150 N，不计绳重、摩擦及阻力，拉力F＝(GA－F浮＋G轮)，150 N＝(360 N－F浮＋60 N)，解得F浮＝120 N　(2)由F浮＝ρ水gV排得A的体积V＝V排＝＝＝1.2×10－2 m3；A的质量mA＝＝＝36 kg，A的密度ρA＝＝＝3×103 kg/m3　(3)物体浸没在水中时滑轮组的机械效率η＝＝＝＝×100%＝80%6．(2016，南充)某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。

第一次他匀速提升重物G1＝150 N时，人竖直向上拉绳的力为F1，人对高台的压强为p1；第二次他匀速提升另一重物G2＝270 N时，人竖直向上拉绳的力为F2，人对高台的压强为p2两次物体匀速上升的速度均为0.5 m/s，人的重力G人＝500 N，且p1∶p2＝14∶15求：(1)若人的双脚与高台的总接触面积为4×10－2 m2，当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强2)第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率3)第二次提升重物时，滑轮组的机械效率导学号　40722113)解：(1)p人＝＝＝＝1.25×104 Pa　(2)P＝G1·v＝150 N×0.5 m/s＝75 W　(3)人对绳拉力F＝(G＋G动)，人对高台的压力F压＝G人＋(G＋G动)，对高台压强p＝＝＝，第一次提G1＝150 N时，p1＝＝＝，同理第二次提G2＝270 N时，p2＝＝，且p1∶p2＝14∶15，三式综合联解得G动＝30 N，则第二次提重物时，滑轮组效率η2＝＝＝＝＝90%。